RU2449159C1 - Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей - Google Patents
Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449159C1 RU2449159C1 RU2011112150/06A RU2011112150A RU2449159C1 RU 2449159 C1 RU2449159 C1 RU 2449159C1 RU 2011112150/06 A RU2011112150/06 A RU 2011112150/06A RU 2011112150 A RU2011112150 A RU 2011112150A RU 2449159 C1 RU2449159 C1 RU 2449159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central body
- rod
- diffuser
- testing
- engines
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для экспериментальной отработки при создании и модернизации маршевых однокамерных и многокамерных установок, в частности для имитации высотных условий при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей с соплами больших степеней расширения. Входной участок центрального тела снабжен установленным и выдвигаемым по оси диффузора штоком, выполненным из уносимого в процессе испытаний материала, при этом расстояние, на которое выдвигается шток, соответствует длине унесенной части штока. Изобретение обеспечивает проведение испытаний ЖРД с соплами большой степени расширения в наземных условиях, обеспечивающее безотрывное истечение при низких давлениях и отсутствии взаимодействия ударных волн со стенкой сопла. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для экспериментальной отработки при создании и модернизации маршевых однокамерных и многокамерных установок, в частности для имитации высотных условий при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей с соплами больших степеней расширения.
Для наземных испытаний жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), оснащенных соплами больших степеней расширения, обычно используются классические диффузоры (без центрального тела). Но вместе с тем известны диффузоры с центральным телом, результаты исследований которых приведены в книгах «Исследование ракетных двигателей на жидком топливе» (под редакцией В.А.Ильинского. - М.: Мир, 1964 г., стр.75-83) и А.А.Шишков, Б.М.Силин, «Высотные испытания реактивных двигателей» (М.: Машиностроение, 1985 г., стр. 66-71). В них достаточно подробно описаны преимущества использования выхлопных диффузоров для проведения наземных испытаний ракетных двигателей, заключающиеся в существенном уменьшении длины диффузора и снижении давления запуска.
Известна конструкция устройства для преобразования кинетической энергии выхлопных газов в потенциальную, содержащая подвижный конус, формирующий диффузорный канал (патент US 2810545). Предложенная конструкция позволяет изменять параметры рабочего тела на выходе из турбины.
В техническом решении по патенту RU 2239085 предложено использовать центральное тело для формирования потока, обтекающего стенки испытуемых элементов.
Во всех рассмотренных случаях предлагаемые схемы выхлопных диффузоров с центральным телом имеют следующие недостатки: вероятность разрушения центрального тела и несохранения его формы во время испытаний, особенно при больших временах работы и высоких температурах продуктов сгорания, так как именно на передней части центрального тела формируются скачки уплотнения, приводящие к восстановлению давления, которое обеспечивает запуск и работу диффузора.
В изобретении по патенту RU 2391548 (вариант 1), принятом за прототип, предлагается подвижной делать всю переднюю часть центрального тела, что требует существенно больших мощностей для ее передвижения, и не решается вопрос о неравномерном уносе материала.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для проведения испытаний ЖРД с соплами большой степени расширения в наземных условиях, обеспечивающего безотрывное истечение при низких давлениях и отсутствие взаимодействия ударных волн со стенкой сопла. Вопрос о сохранности геометрии диффузора представляет важную задачу, так как температура продуктов сгорания современных ЖРД составляет 3600-3700 К, а давление в камере сгорания может достигать 25 МПа. При таких параметрах потока, учитывая химическую активность продуктов сгорания, ни один материал не может работать без значительного уноса или применения специальных методов тепловой защиты (регенеративного, завесного или пористого (транспирационного) охлаждения). Наибольший унос материала следует ожидать на носике центрального тела диффузора, имеющего игловидную форму и ограниченные размеры. Тепловая защита этой части представляет собой сложную техническую задачу. Технический результат предлагаемого изобретения состоит в сохранении картины течения в диффузоре на протяжении всего испытания.
В устройстве для испытаний жидкостных ракетных двигателей, содержащем сопло с выхлопным диффузором, состоящим из внешней оболочки и размещенного в ней, по оси, центрального тела с профилированными входным и выходным участками, предлагается снабдить входной участок центрального тела установленным и выдвигаемым по оси диффузора штоком, выполненным из уносимого в процессе испытаний материала, при этом расстояние, на которое выдвигается шток, соответствует длине унесенной части штока.
При этом происходит фиксация положения ударной волны таким образом, чтобы она гарантированно не пересекалась с соплом, в том числе по мере отгара штока.
Шток может быть выполнен в виде цилиндра, хотя возможна и другая форма, например овальная форма поперечного сечения. Передняя кромка штока может быть профилированной, в том числе по типовой форме обгара кромки, соответствующей режиму течения в сопле, а также конической, плоской или сферической. Шток при этом может быть выполнен из эрозионно стойкого материала. Выдвижение штока возможно как при установке диффузора, так и во время работы двигателя. Для этого в центральном теле устанавливают устройство, обеспечивающее необходимое выдвижение штока, например шаговый электродвигатель, пневмо- или гидроцилиндр. Скорость выдвижения штока может определяться из расчета или по показаниям датчиков давления, расположенных на цилиндрической части диффузора и позволяющих осуществлять автоматическое регулирование перемещением.
Профилированный входной и/или выходной участок центрального тела может быть выполнен в виде тела вращения, образующая которого является прямой или ломаной линией, состоящей из прямолинейных отрезков. Форма и расположение входной части центрального тела в сопле выбирается на основе газодинамических расчетов или экспериментов с целью минимизировать давление запуска диффузора и исключить влияние центрального тела на параметры течения вблизи стенки соплового блока.
Центральное тело может устанавливаться и центрироваться радиальными стойками, имеющими ромбовидное поперечное сечение, внутри внешней оболочки диффузора. После установки центрального тела торец штока выставляют в заданную точку на оси сопла. На цилиндрической части диффузора могут быть установлены датчики давления.
Центральное тело может иметь тепловую защиту, выполненную, например, в виде эрозионно стойкого покрытия или иметь завесное, транспирационное или регенеративное охлаждение, а также охлаждение, представляющее комбинацию перечисленных выше видов.
Изобретение поясняется чертежом (фигура).
На фигуре представлено устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей, состоящее из сопла ЖРД 1, узла стыковки 2, цилиндрической оболочки выхлопного диффузора 3, центрального тела 4. Передняя часть 8 центрального тела 4 выполнена профилированной в виде конуса. Выходная часть диффузора 6 выполнена также в виде конуса. Центральная часть диффузора центрируется стойками 7. Выдвижение штока осуществляется специальным устройством 5, например шаговым электродвигателем, пневмо- или гидроцилиндром.
Диффузор работает следующим образом. После установки ЖРД на стапеле на сопло монтируется узел стыковки 2, к которому герметично крепится выхлопной диффузор 3. Центральное тело 4 со штоком 9 с помощью стоек 7 выставляется на оси сопла и диффузора и выдвигается в сопло на расстояние L с помощью устройства выдвижения 5. После запуска ЖРД положение передней кромки штока в сопле двигателя по мере уноса материала штока поддерживается на расстоянии L за счет его выдвижения.
Проведенные расчеты показывают возможность и эффективность применения предложенного устройства для испытания двигателей высотных ступеней ракетоносителей.
Claims (7)
1. Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей, содержащее сопло с выхлопным диффузором, состоящим из внешней оболочки и размещенного в ней, по ее оси, центрального тела с профилированным входным и выходным участками, отличающееся тем, что входной участок центрального тела снабжен установленным и выдвигаемым по оси диффузора штоком, выполненным из уносимого в процессе испытаний материала, при этом расстояние, на которое выдвигается шток, соответствует длине унесенной части штока.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что профилированный входной и/или выходной участок центрального тела выполнен в виде тела вращения, образующая которого является прямой или ломаной линией, состоящей из прямолинейных отрезков.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шток выполнен из эрозионно стойкого материала.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральное тело имеет тепловую защиту, выполненную, например, в виде эрозионно стойкого покрытия.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральное тело имеет транспирационное (пористое) охлаждение и/или завесное и/или регенеративное охлаждение.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешняя оболочка диффузора выполнена профилированной.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передняя кромка штока выполнена профилированной, например конической, плоской, либо сферической.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112150/06A RU2449159C1 (ru) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112150/06A RU2449159C1 (ru) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2449159C1 true RU2449159C1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112150/06A RU2449159C1 (ru) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449159C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112555055A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-26 | 西安航天动力研究所 | 液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法 |
RU2750874C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-07-05 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ контроля характеристик агрегатов жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании |
RU2791147C1 (ru) * | 2021-12-29 | 2023-03-03 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ диагностирования технического состояния насосов жидкостного ракетного двигателя |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2810545A (en) * | 1947-07-31 | 1957-10-22 | Buchi Alfred | Diffusers |
RU2239085C2 (ru) * | 2000-05-17 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Газодинамическое испытательное устройство |
RU2349787C1 (ru) * | 2007-08-15 | 2009-03-20 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Стенд для огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей |
RU2391548C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2010-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей (варианты) |
-
2011
- 2011-03-31 RU RU2011112150/06A patent/RU2449159C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2810545A (en) * | 1947-07-31 | 1957-10-22 | Buchi Alfred | Diffusers |
RU2239085C2 (ru) * | 2000-05-17 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Газодинамическое испытательное устройство |
RU2349787C1 (ru) * | 2007-08-15 | 2009-03-20 | Открытое акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Стенд для огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей |
RU2391548C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2010-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей (варианты) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750874C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-07-05 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ контроля характеристик агрегатов жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании |
CN112555055A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-26 | 西安航天动力研究所 | 液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法 |
CN112555055B (zh) * | 2020-12-02 | 2021-12-24 | 西安航天动力研究所 | 液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法 |
RU2791147C1 (ru) * | 2021-12-29 | 2023-03-03 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ диагностирования технического состояния насосов жидкостного ракетного двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107250509B (zh) | 用于飞机发动机的涡轮发动机的等容燃烧系统 | |
US20180231256A1 (en) | Rotating Detonation Combustor | |
RU2008121212A (ru) | Камера сгорания с распределенной подачей воздуха для снижения выхлопов | |
RU2449159C1 (ru) | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей | |
GB1055625A (en) | Improved vehicle for launching rocket propelled vehicles | |
CN204065047U (zh) | 一种燃气舵烧蚀试验装置 | |
RU2532326C1 (ru) | Двигательное устройство | |
RU165003U1 (ru) | Устройство для стабилизации пламени в форсажной камере турбореактивного двигателя | |
Dunsworth et al. | Ramjet engine testing and simulation techniques | |
RU2559903C1 (ru) | Установка для гашения работающего ракетного двигателя твердого топлива при испытаниях в газодинамической трубе | |
RU2391548C1 (ru) | Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей (варианты) | |
RU150723U1 (ru) | Камера сгорания газотурбинного двигателя | |
CN105756808A (zh) | 一种带有加力燃烧功能的轴对称塞式喷管 | |
RU163848U1 (ru) | Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель | |
CN105351586B (zh) | 快速响应通流装置 | |
RU2362038C1 (ru) | Диффузор для испытания ракетных двигателей с соплами переменной степени расширения | |
Lee et al. | A Study on the Performance Characteristics of Blunt Body Pintle Nozzle | |
RU2714582C1 (ru) | Способ организации рабочего процесса в прямоточном воздушно-реактивном двигателе с непрерывно-детонационной камерой сгорания и устройство для его осуществления | |
RU2681733C1 (ru) | Камера жрд | |
RU2690236C1 (ru) | Сверхзвуковая вращающаяся ракета | |
Caldwell et al. | Acoustic interactions of a pulse detonation engine array with a gas turbine | |
RU2014100571A (ru) | Газотурбинный авиационный двигатель и способ его форсирования | |
RU2626617C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель для первой ступени ракетоносителя | |
RU2618986C1 (ru) | Стенд для высотных испытаний ракетных двигателей твердого топлива | |
RU163847U1 (ru) | Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель |